DE10235921A1

DE10235921A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Zuverlässigkeit von mittels konkreter Syntaxschreibweise codierten Nachrichten

Info

Publication number: DE10235921A1
Application number: DE10235921A
Authority: DE
Inventors: Norman Goris; Harald Morzinek; Wolfgang Scheit; Michael Ray King; Faical Aiouaz
Original assignee: Agere Systems Guardian Corp
Current assignee: Agere Systems LLC
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2003-10-09
Also published as: US20030199277A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Übertragung eines Nachrichtensignals zwischen einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei die Übertragung der Nachricht auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise beruht. DOLLAR A Die Erfindung schlägt die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Übertragung eines durch eine konkrete Syntaxschreibweise codierten Nachrichtensignals, welches insbesondere Steuer- und/oder Signalisierungs-Nachrichten umfaßt, durch die Einbettung wenigstens eines zusätzlichen Prüfinformationselementes innerhalb wenigstens eines unbenutzten Abschnittes der Rahmenstruktur vor.

Description

Die Erfindung betrifft die Übertragung eines Nachrichtensignals zwischen einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei die Übertragung der Nachricht, insbesondere über eine Luftschnittstelle, auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise beruht.

Im allgemeinen besteht für die Beschreibung eines Kommunikations- oder eines Übertragungsprotokolls neben der Spezifikation des Verhaltens auf der Basis beispielsweise der verwendeten Übertragungskanäle, der Bedarf einer Beschreibung der individuellen Nachrichten, welche unter Verwendung einer Rahmenstruktur und/oder Protokolls zwischen der Sender/Empfänger-Einheit und einer Empfängereinheit, wie z. B. zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines Mobilfunknetzes, übertragen werden. Insbesondere auf der Basis eines Mobilfunknetzes, welches den ETSI- (European Telecommunication Standard Institute) und/oder ITU- (International Telecommunication Union) Empfehlungen entspricht, können derartige Meldungen als Protokolldateneinheiten (PDUs - Protocol Data Units) bezeichnet werden.

Üblicherweise werden derartige PDUs für die Übertragung in eine Folge von Bits zum Übertragen der PDUs an die nachfolgende untere Protokollebene codiert. Demzufolge muß auf der Empfangsseite eine derartige Codierung zur Rückgewinnung der übertragenen Nachrichten decodiert werden.

Insbesondere ist die CSN.1 (CSN- Concrete Syntax Notation), d. h. die konkrete Syntaxschreibweise 1, eine derartige Schreibweise, welche für die Beschreibung der Codierung und/oder Decodierung von Signalisierungsnachrichten verwendet wird, welche ursprünglich für die spezifischen Anforderungen des GSM-Standards als ein Werkzeug für die Beschreibung Biteffizienter Nachrichten ausgelegt wurde.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Optionen, welche neu und merklich verbessert sind, um eine bereits definierte konkrete Syntaxschreibweise, wie z. B. die CSN.1 für die Beschreibung der Codierung und/oder Decodierung von Nachrichtensignalen, welche insbesondere Steuer- und/oder Signalisierungsnachrichten umfassen, zu verwenden, um dadurch die Sicherheit gegen Fehler zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lösung wird mittels eines Verfahrens, das die Merkmale von Anspruch 1 verkörpert, einer Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 9 verkörpert, eines Kommunikationssystems, das die Merkmale von Anspruch 18 verkörpert, und eines Implementationssoftwareprodukts, das die Merkmale von Anspruch 19 verkörpert, gelöst.

Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen oder Verbesserungen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Ansprüche.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Zuverlässigkeit der Übertragung einer durch eine konkrete Syntaxschreibweise, wie z. B. die CSN. 1, codierte Nachricht, welche insbesondere Steuer- und/oder Signalisierungsnachrichten enthält, durch Einbetten wenigstens eines zusätzlichen Prüfinformationselementes in wenigstens einen unbenutzten Abschnitt der Rahmenstruktur zu verbessern.

Somit kann insbesondere durch bevorzugtes Verwenden einer Vorrichtung eines Kommunikationssystems, mit einem Sendergerät zum Übertragen eines, insbesondere Steuer- und/oder Signalisierungsnachrichten umfassenden, auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise basierten Nachrichtensignals über eine Luftschnittstelle an ein definierbares Empfängergerät, und/oder mit einem Empfängergerät zum Empfangen eines auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise basierten Nachrichtensignals, welches durch ein definierbares Sendergerät über eine Luftschnittstelle übertragen wird, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Einbetten wenigstens eines zusätzlichen Prüfinformationselementes in wenigstens einen unbenutzten Abschnitt der Rahmenstruktur und/oder eine Einrichtung zum Rückgewinnen des wenigstens einen zusätzlichen Prüfinformationselementes innerhalb wenigstens einem unbenutzten Abschnitt der Rahmenstruktur aufweist, eine genauere Identifikation von fehlerhaften Nachrichten und somit eine bessere Fehlerkorrektur von übertragenen Nachrichten sichergestellt werden.

Vorteilhaft ist das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement nicht auf die vollständige Nachricht bezogen, kann aber auch auf spezifische Teile der Nachrichten bezogen sein.

Für eine leichte Adaptation an ein entsprechendes spezifisches Anwendungsgebiet wird ferner vorgeschlagen, daß das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement als zusätzliches Signalisierungsbit eingebettet wird, wenn eine ausreichende Anzahl von Signalisierungsbits unbenutzt bleibt, und anderenfalls in die Nachricht oder einem bestimmten Nachrichtenteil eingebettet wird.

Somit kommt die Erfindung bevorzugt Rahmenstrukturen nach, die einen Vorspannabschnitt und einen Nutzlastabschnitt besitzen, da das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement in dem Vorspannabschnitt und/oder dem Nutzlastabschnitt eingebettet werden kann.

Ferner schlägt, insbesondere für eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit bei spezifischen Nachrichtenteilen, die Erfindung die Bereitstellung einer Codierungseinrichtung zum Hinzufügen wenigstens eines Paritätsbits und zusätzlich oder als eine Alternative wenigstens eines Redundanzbits vor, um mit dem wenigstens einen Prüfinformationselement eine Informationsredundanz sicherzustellen. Somit kann die Einrichtung für die Rückgewinnung bevorzugt eine Decodierungseinrichtung zum Durchführen einer Paritätsprüfung und/oder einer Redundanzprüfung aufweisen.

Aufgrund der Möglichkeit einer Gewichtung spezifischer Teile der Nachricht unter Verwendung einer entsprechenden Codierungseinrichtung und/oder Decodierungseinrichtung kann beispielsweise die relative Wichtigkeit des Verständnisses durch den Empfänger mittels des wenigstens einen zusätzlichen Prüfinformationselementsignals signalisiert werden, was zu einer weiteren Erhöhung der Zuverlässigkeit führt.

Gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform wird die Erfindung in einem GSM- (Global System for Mobile Communication), GPRS- (General Packet Radio Service), EDGE- (Enhanced Data rate for GSM Evolution), und/oder EGPRS- (Enhanced General Packet Radio Service) basierenden Mobilkommunikationssystem für die Übertragung von Nachrichtensignalen zwischen wenigstens einer Mobilstation und einem terrestrischen Kommunikationsnetzelement, insbesondere einer Basisstation des Kommunikationssystems verwendet.

Vorteilhafterweise ist ein derartiges zusätzliches Prüfinformationselement für eine Nutzung im wesentlichen durch jede Fehleridentifikationsfunktionalität der entsprechenden Empfangseinrichtung auf der Basis einer physikalischen Repräsentation und/oder auf der Basis einer semantischen Repräsentation des übertragenen Nachrichtensignals anpaßbar, so daß zusätzliche Elemente für die Fehleridentifikation und/oder die Rückgewinnung beispielsweise die Nachrichtenenden oder andere anderweitig nicht genutzte Teile auffüllen können, indem sie praktisch vollständig die verfügbare physikalische Kanalkapazität des insbesondere die ETSI und/oder ITU- Standardisierungsempfehlungen erfüllen Kommunikationssystems nutzen.

Insbesondere wird diesbezüglich das erfindungsgemäße Verfahren durch die vorstehend angeführte Vorrichtung mit der Einrichtung für die Einbettung und/oder der Einrichtung für die Rückgewinnung mit einer Einrichtung zur Durchführung einer Mediumzugriffssteuerung und/oder zur Durchführung einer Funkverbindungssteuerung zwischen einer Mobilstation und einem terrestrischem Kommunikationsnetzelement, insbesondere einer Basisstation des Kommunikationssystems durchgeführt.

Insbesondere im Hinblick auf CSN.1-codierte Nachrichten kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche insbesondere in einem auf einem GSM-, GPRS-, EDGE- und/oder EGPRS-Standard basierenden Kommunikationssystem enthalten ist und somit beispielsweise in einer Mobilstation und/oder in einer Basisstation unter Verwendung von Hardware und/oder implementierter Software, welche bevorzugt ferngesteuert adaptiert werden kann, integriert ist, ferner so ausgelegt werden, daß sie mit einer codierten Rahmenstruktur arbeitet, wobei jeder codierte Rahmen einen Bitstrom von 23 Byte aufweist.

Anschließend wird eine Anwendung der Erfindung exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in welcher
Fig. 1 schematisch exemplarische Protokollschichteneinrichtungen an der Luftschnittstelle einer Mobilstation und einer Basisstation darstellt.
Hinsichtlich der Erfindung bezüglich Fig. 1 und basierend auf einer CSN. 1-codierten Steuer- oder Signalisierungsnachricht, beispielsweise innerhalb eines Mobilkommunikationssystems, das dem GPRS-Standard entspricht, wird die Übertragung von Signalisierungsnachrichten an der Luftschnittstelle zwischen einer Mobilstation 1 und einer Basisstation 2 und/oder umgekehrt, gemäß Darstellung in Fig. 1 durch die unterbrochene doppelte Pfeillinie, mittels einer Funkverbindungssteuerungsfunktionalität RLC (Radio Link Control) und einer Mediumzugriffssteuerungsfunktionalität MAC (Medium Access Control) und somit gemäß einem Protokoll der Ebene 2 durchgeführt.
An einer derartigen Luftschnittstellen-Zugriffsschicht werden die Nachrichtendaten oder beziehungsweise Protokolldateneinheiten unüberwacht übertragen, so daß die durch CSN.1 codierten Steuernachrichten nicht gegen Fehler gesichert sind. Demzufolge kann, wenn sich wenigstens 1 Bit der codierten Folge von Bits, welche üblicherweise in Blöcke oder Bitströme von 23 Bytes unterteilt ist, zufällig ändert, dann der gesamte Inhalt der Nachricht beschädigt sein. Dieses wiederum kann zu einer falschen Terminierung von Feinschlitzen und/oder der Beschädigung von anderen Daten führen.
Durch das Hinzufügen von optionalen oder vorgeschriebenen zusätzlichen Informationselementen zur Fehleridentifikation und/oder für Rückgewinnungszwecke von kompletten Nachrichten oder spezifischen Nachrichtenteilen, gemäß den vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Optionen, erlaubt jedoch der erfindungsgemäße Ansatz an der Empfangsseite eine Fehleridentifikation und/oder Rückgewinnung von vollständigen CSN.1-codierten Nachrichten oder spezifischen Nachrichtenteilen.
Auf dieser Basis ermöglicht es die Erfindung, daß das Verfahren oder die Funktionalität des für die Fehleridentifikation und/oder Rückgewinnungszwecke verwendeten decodierenden Empfängers allgemeiner Art sein kann. Somit kann das Verfahren oder die spezifische Funktionalität eine Funktion auf der Basis einer physikalischen Repräsentation, wie z. B. einer zyklischen Redundanzprüfung (CRC), und/oder auf der Basis einer logischen Prüfung der Nachrichtenteilwerte, wie z. B. bei der semantischen Repräsentation beinhalten.
Da die konkrete Syntaxschreibweise, insbesondere die CSN.1, welche für die spezifischen Bedürfnisse von Kommunikationsstandards, wie z. B. GSM, GPRS, EDGE und/oder EGPRS ausgelegt ist, nicht durch den erfindungsgemäßen Lösungsansatz verändert wird, garantiert der erfindungsgemäße Lösungsansatz demzufolge die vollständige Kompatibilität mit heutigen und sogar zukünftigen Spezifikationsversionen von Standards, wie z. B. den ETSI- und/oder ITU-Empfehlungen.

Claims

1. Verfahren zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Übertragung eines Nachrichtensignals zwischen einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei die Übertragung, insbesondere über eine Luftschnittstelle, der Nachricht auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusätzliches Prüfinformationselement innerhalb wenigstens eines unbenutzten Abschnittes der Rahmenstruktur eingebettet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement auf die vollständige Nachricht und/oder auf spezifische Teile der Nachricht bezogen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement als ein zusätzliches Signalisierungsbit eingebettet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine vordefinierte Signalrahmenstruktur mit einem Vorspannabschnitt und einer Nutzlastabschnitt verwendet wird, wobei das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement innerhalb des Vorspannabschnittes und/oder des Nutzlastabschnittes eingebettet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine Informationsredundanz durch das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement bereitgestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement spezifische Teile der Nachricht gewichtet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine zusätzliche Prüfinformationselement für eine Nutzung durch eine Fehleridentifikationsfunktionalität auf der Basis der physikalischen Repräsentation und/oder auf der Basis der semantischen Repräsentation des übertragenen Nachrichtensignals angepaßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren in einem GSM-, GPRS-, EDGE- und/oder EGPRSbasierenden Mobilkommunikationssystem für die Übertragung von Nachrichtensignalen zwischen wenigstens einer Mobilstation und einem terrestrischen Kommunikationsnetzelement, insbesondere einer Basisstation des Kommunikationssystems, angewendet wird.

9. Vorrichtung eines Kommunikationssystems, aufweisend:
ein Sendergerät zum Übertragen einer auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise basierten Nachricht an ein definierbares Empfängergerät, insbesondere über eine Luftschnittstelle, und/oder
ein Empfängergerät zum Empfangen einer auf einer vordefinierten Signalrahmenstruktur unter Verwendung einer konkreten Syntaxschreibweise basierten Nachricht, die durch ein definierbares Sendergerät übertragen wird, insbesondere über eine Luftschnittstelle, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
eine Einrichtung zum Einbetten wenigstens eines zusätzlichen Prüfinformationselementes in wenigstens einen unbenutzten Abschnitt der Rahmenstruktur und/oder
eine Einrichtung zum Rückgewinnen des wenigstens einen zusätzlichen Prüfinformationselementes innerhalb des wenigstens einen unbenutzten Abschnittes der Rahmenstruktur.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einbetten und/oder die Einrichtung zum Rückgewinnen eine Einrichtung zum Durchführen einer Mediumzugriffsteuerung und/oder zum Durchführen einer Funkverbindungssteuerung zwischen einer Mobilstation und einem terrestrischen Kommunikationsnetzelement, insbesondere einer Basisstation des Kommunikationssystems umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ferner gekennzeichnet durch Arbeiten mit einer codierten Rahmenstruktur, wobei jeder codierte Rahmen einen Bitstrom von 32 Byte aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Empfang dafür angepaßt ist, eine
Fehleridentifikationsfunktionalität auf der Basis der physikalischen Repräsentation und/oder auf der Basis der semantischen Repräsentation der übertragenen Nachricht durchzuführen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, ferner gekennzeichnet durch eine Codierungseinrichtung und/oder eine Decodierungseinrichtung zum Gewichten der Bedeutung des Verständnisses spezifischer Teile des Nachrichtensignals auf der Basis des wenigstens einen zusätzlichen Prüfinformationselementes.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Einbettung eine Codierungseinrichtung umfaßt, um wenigstens ein Paritätsbit und/oder Redundanzbit hinzuzufügen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Rückgewinnung eine Decodierungseinrichtung für die Durchführung einer Paritätsprüfung und/oder einer Redundanzprüfung aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Vorrichtung in eine Mobilstation integriert ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei die Vorrichtung in eine Basisstation integriert ist.

18. Kommunikationssystem, insbesondere basierend auf einem GSM-, GPRS-, EDGE- und/oder EGPRS-Standard, mit einer Vorrichtung gemäß irgend einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 17.

19. Implementationssoftwareprodukt, welches für die Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 angepaßt ist, und welches insbesondere innerhalb einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 17 implementiert ist.